帧中继概述

  • 帧中继FR(Frame Relay)协议工作在OSI参考模型的数据链路层,是一种主要应用在运营商网络中的广域网技术。企业网络使用帧中继技术与运营商网络相连。
  • PPP、HDLC、X.25、FR、ATM都是常见的广域网技术。PPP和HDLC是一种点到点连接技术,而X.25、FR和ATM则属于分组交换技术
  • X.25协议主要是描述如何在DTE和DCE之间建立虚电路、传输分组、建立链路、传输数据、拆除链路、拆除虚电路、同时进行差错控制、流量控量、情况统计等。

帧中继应用场景

  

ospf帧中继最适合哪种类型 帧中继是什么交换技术_链路

 

  帧中继协议是一种简化了X.25协议,有如下特点

  • 控制层面上提供了虚电路的管理、带宽管理和防止阻塞等功能。
  • 物理电路实行统计时分复用,即在一个物理连接上可以复用多个逻辑连接,实现了带宽的复用和动态分配,有利于多用户、多速率的数据传输,充分利用了网络资源。
  • 分组交换网中差错控制、确认重传、流量控制、拥塞避免等处理过程进行了简化,缩短了处理时间,提高了数字传输通道的利用率

帧中继网络架构

  

ospf帧中继最适合哪种类型 帧中继是什么交换技术_ospf帧中继最适合哪种类型_02

  帧中继网提供了用户设备(如路由器和主机等)之间进行数据通信的能力。

  • 用户设备被称作 数据终端设备DTE(Data Terminal Equipment)
  • 为用户设备提供接入的设备,属于网络设备,被称为 数据电路终结设备DCE(Data Circuit-terminating Equipment)

虚电路

帧中继是一种面向连接的技术,在通信之前必须建立连接,DTE之间建立的连接称为虚电路。帧中继虚电路有两种类型:PVC和SVC

  • 永久虚电路PVC(Permanent Virtual Circuit):给用户提供的固定的虚电路,虚电路一旦建立,则永久生效,除非手动删除。PVC一般用于两端之间频繁的、流量稳定的数据传输。目前在帧中继中使用最多的方式是永久虚电路方式。
  • 交换虚电路SVC(Switched Virtual Circuit):通过协议自动分配的虚电路。在通信结束后,该虚电路会被自动取消 。一般突发性的数据传输多用SVC。

DLCI标识

  帧中继协议是一种统计复用协议,它能够在单一物理传输线路上提供多条虚电路,每条虚电路采用 数据链路连接标识符 DLCI(Data Link Connection Identifier) 来进行标识。DLCI只在本地接口和与之直接相连的对端接口有效,不具有全局有效性,即在帧中继网络中,不同的物理接口上相同的DLCI并不表示是同一个虚电路。用户可用的DLCI的取值范围是16~1022,其中1007到1022保留DLCI

LMI协商(本地管理接口

  

ospf帧中继最适合哪种类型 帧中继是什么交换技术_IP_03

  • 监控PVC状态的协议叫  本地管理接口  LMI(Local Management Interface)。LMI协议通过状态查询报文和状态应答报文维护帧中继的链路状态和PVC状态。当两端设备LMI协商报文收发正确,PVC状态将变为Active状态。

 

 

 Inverse ARP协商(逆向地址解析协议InARP)

  

ospf帧中继最适合哪种类型 帧中继是什么交换技术_链路_04

  • 逆向地址解析协议(Inverse ARP)的主要功能是获取虚电路对端设备的IP地址。

InARP协商过程如下:

  1. 如果本地接口上已配置了IP地址,那么设备就会在该虚电路上发送 Inverse ARP请求报文 给对端设备。该请求报文包含有本地的IP地址。
  2. 对端设备收到该请求后,可以获得本端设备的IP地址,从而生成地址映射,并发送 Inverse ARP响应报文 进行响应。
  3. 本端收到Inverse ARP响应报文后,解析报文中的对端IP地址,也生成地址映射。

 帧中继水平分割与子接口

  水平分割:为了减少路由环路的产生,路由协议的水平分割机制不允许路由器把从一个接口接收到的路由更新信息再从该接口发送出去。

  

ospf帧中继最适合哪种类型 帧中继是什么交换技术_IP_05

  • RTB通告给RTA一条路由信息,但由于水平分割机制,RTA不能通过接收此路由信息的Serial1/0/0接口将此路由信息转发给RTC。

帧中继子接口

  

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  • 在一个物理接口上配置多个子接口,每个子接口使用一条虚电路连接到对端的路由器,这样就可以解决水平分割带来的问题。
  • 一个物理接口可以包含多个逻辑子接口,每一个子接口使用一个或多个DLCI连接到对端的路由器。

帧中继配置

动态映射

[RTA]interface Serial 1/0/0 
[RTA-Serial1/0/0]link-protocol fr                                 // 配置链路类型
Warning: The encapsulation protocol of the link will be changed. Continue? [Y/N]:y 
[RTA-Serial1/0/0]fr interface-type dte
[RTA-Serial1/0/0]fr inarp                                    // 配置逆向地址解析
[RTA-Serial1/0/0]ip address 1.1.1.1 255.255.255.0

静态映射

[RTA]interface Serial 1/0/0 
[RTA-Serial1/0/0]link-protocol fr 
Warning: The encapsulation protocol of the link will be changed. Continue? [Y/N]:y 
[RTA-Serial1/0/0]fr interface-type dte
[RTA-Serial1/0/0]undo fr inarp                              // 静态的映射不需要配置逆向地址解析
[RTA-Serial1/0/0]fr map ip 10.1.1.2 100                         // 需要指明 DLCI

静态帧中继与 ospf 联合更加灵活

#
ospf 1 
 peer 1.1.1.1                                        // 手动配置对端 DTE的地址为邻居
 area 0.0.0.0 
  network 1.1.1.0 0.0.0.255                                // DLCI 所在网段
network 10.10.10.10 0.0.0.0                              // 环回地址